通过氢化钛来制备石墨烯增强钛基纳米复合材料的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105400982A(43)申请公布日2016.03.16(21)申请号201510726532.8(22)申请日2015.10.30(71)申请人苏州大学张家港工业技术研究院地址215600江苏省苏州市张家港市长泾路10号(72)发明人胡增荣陈长军张敏郭华锋徐家乐严凯秦兰兰(74)专利代理机构苏州市中南伟业知识产权代理事务所(普通合伙)32257代理人李阳(51)Int.Cl.C22C1/10(2006.01)C22C1/05(2006.01)C22C14/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图3页(54)发明名称通过氢化钛来制备石墨烯增强钛基纳米复合材料的方法(57)摘要本发明公开了一种通过氢化钛来制备石墨烯增强钛基纳米复合材料的方法，包括以下步骤：(1)混粉：将氢化钛粉末与石墨烯粉末按一定的比例共同放置于球磨罐中进行球磨混料，混合均匀得到复合粉体；(2)压坯：将步骤(1)中的复合粉体通过冷等静压处理压制成预制体；(3)脱氢：将步骤(2)中的预制体放入到真空炉中进行加热脱氢，脱氢结束后，随炉自然冷却至室温，得到坯料；(4)烧结：采用放电等离子烧结(SPS)的技术对脱氢后的坯料进行烧结，得到成品石墨烯增强钛基纳米复合材料。该方法能够避免直接使用钛粉，防止钛与石墨烯在混粉过程中发生反应，保证制备出的纳米复合材料性能优良。CN105400982ACN105400982A权利要求书1/1页1.一种通过氢化钛来制备石墨烯增强钛基纳米复合材料的方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)混粉：将氢化钛粉末与石墨烯粉末按一定的比例共同放置于球磨罐中进行球磨混料，混合均匀得到复合粉体；(2)压坯：将步骤(1)中的复合粉体通过冷等静压处理压制成预制体；(3)脱氢：将步骤(2)中的预制体放入到真空炉中进行加热脱氢，脱氢过程中持续抽真空，脱氢结束后，随炉自然冷却至室温，得到坯料；(4)烧结：采用放电等离子烧结(SPS)的技术对脱氢后的坯料进行烧结，得到成品石墨烯增强钛基纳米复合材料。2.根据权利要求1所述的通过氢化钛来制备石墨烯增强钛基纳米复合材料的方法，其特征在于：步骤(1)中所述的球磨罐中磨球的质量至少为所述复合粉体质量的5倍，球磨时间为2h，转速为120rpm～250rpm，球磨混料时的温度在50度以下。3.根据权利要求1所述的通过氢化钛来制备石墨烯增强钛基纳米复合材料的方法，其特征在于：步骤(1)中所述的复合粉体中石墨烯粉末所占的质量比例在15％以下，所述的氢化钛粉末的直径在40纳米-70微米之间。4.根据权利要求3所述的通过氢化钛来制备石墨烯增强钛基纳米复合材料的方法，其特征在于：所述复合粉体中石墨烯粉末所占的质量比例为5％，所述氢化钛粉末的直径为2微米。5.根据权利要求1所述的通过氢化钛来制备石墨烯增强钛基纳米复合材料的方法，其特征在于：步骤(2)中所述的冷等静压机以30MPa/min升压至360MPa，所述复合粉体在360MPa下压制5min，随后以20MPa/min降压至240MPa，所述复合粉体再在240MPa下压制2min，最后以20MPa/min降压至常压状态。6.根据权利要求1所述的通过氢化钛来制备石墨烯增强钛基纳米复合材料的方法，其特征在于：步骤(3)中所述的加热脱氢步骤如下：步骤(3.1)：真空炉抽真空至5x10-3Pa；步骤(3.2)：以5℃/min升温至250℃，在250℃下维持10min；步骤(3.3)：以5℃/min升温至650℃，在650℃下维持1h；步骤(3.4)：自然冷却至室温。7.根据权利要求1所述的通过氢化钛来制备石墨烯增强钛基纳米复合材料的方法，其特征在于：步骤(4)中所述的放电等离子烧结的升温速率为50℃/min，外加轴向压力为50MPa，烧结温度为875℃，所述坯料在烧结温度下保温5min，然后快速冷却至室温。2CN105400982A说明书1/3页通过氢化钛来制备石墨烯增强钛基纳米复合材料的方法技术领域[0001]本发明涉及新材料制备技术领域，尤其涉及一种通过氢化钛来制备石墨烯增强钛基纳米复合材料的方法。背景技术[0002]石墨烯是由单层碳原子按蜂窝结构排列形成的二维材料，具有优异力学性能，同时还具有低热膨胀系数、高导电率、高热导率等优异的电学和热物理性能。因此石墨烯是一种很有潜力的金属基纳米复合材料的增强相。国内外已经开展了很多相关的研究，相继报道了石墨烯增强的铝基、镍基、铜基、铁基、镁基等纳米复合材料，并且所制备的材料在机械性能、导热、导电性能方面有优异的表现。[0003]钛在生物医学、食品、化工等领域都有广泛应用。可以预期，石墨烯增强钛基纳米复合材料制备将会有更好的综合性能。[0004]目前没有较好的方